Potensi Bakteri Proteolitik Aeromonas caviae NU-4 dan Aeromonas sp. NU-8 sebagai Pengendali Pertumbuhan Microcystis aeruginosa BT-02 pada Ikan Mas ( Cyprinus carpio)

BIOTA
Jumal Ilmiah Ilmu-ilmu Hayati

Peoanggungjawab
L. lndah Murwani

Dewan Penyunting
Ketua:
Felicia Zahida
Anggota:

8. Boy Rahardjo Sidharta, D.E. Djoko Setyono, Ign. Pramana Yuda,
Maryani, Nisa Rachmania M., Rully Adj N.,
Sukarti Moeljopawiro, Suwamo Hadisusanto, Ari Indrianto,
Djong Hon Tjong, Tukirin Partomihardjo, V. Irene Mei6niarti,
Wartika Rosa Farida, Gratiana E. Wijayan6, P. K.ianto Atmodjo

Penyunting Bahasa
R.A. Vita N.P.A.
R. Kunjana Rahardi


Penyunting Teknik
YR. Gunawan Sugiyanto

Benda hara
F. Sinung Pranata

Sekertaris
B. Septin

Distributor
A. \Visnu Trisno Widayat

Penerbit
Fakultas Teknobiologi Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Penerimaan Naskalr
Redaksi mcncrima naskah dari staf penga1ar, pcneJiti, mahasiswa maupun praktisi dengan ketenruan penulisan scperti
tercantum pada halaman belakang. Naskah yang disctujui unruk dimuat dan diterbitkan akan dibebani kontribusi hiaya
sebcsar Rp 150.000,- (seratus lima puluh ribu rupiah) per4 halaman pertama, selebibnya ditambah Rp. 50.000,- (lima
p11/11h rib11 rupiah) per halaman. Bia ya cetak untuk halaman berwama sepenuhnya menjadi tanggungjawab penulis.


Langganan
Biot a terbit tiga nomor dalam satu tahun (Fcbruari, Juni. dan Oktobcr). Langganan untuk satu tahun (belum tennasuk
ongkoskirim), adalah sbb.:
I. Lembaga / institusi : Rp. 100.000,- (serat11srib11rupiah)
2. lndividu/pribadi
: Rp. 75.000,- (tuj11hp11/11h lima ribu rupiah)
Pcmbayaran berlangganan dapat dilakukan dengan cara: a) pembayaran langsung, b) wesel, c) transfer ke CIMB

NIAGA, No. Rek. 990-01-00991-18-8, a.n. Wisnu Trisno Widayat, Cabang CIMB UAJY Babarsari Yogyakarta.
Salinan bukti pernbayaran (b dan c) mohon dikirirn ke redaksi. Mahasiswa harus melampirkan salinan kartu mahasiswa
atau surat keterangan dari Pergi1ruan Tinggi atau Jnstitut.

Alamat Redaksi:
Fakultas Teknobiologi Universitas Atma Jaya Yogyakarta
Jln. Babarsari 44 Yogyakarta 55281, lndonesia
Telp. 0274-487711 cxt.2189; Fax: 0274-487748
Website: http://uajy.ac.id/penelitian/jumal/biota atau http://jurnal.uajy.ac.id/biota
E-mail: [email protected]
Cover: Bintang Laut Archaster typicus

Copy right: P. Kianto Atmodjo

Biota Vol. 17 (3): 137-145, Oktober 2012
ISSN 0853-8670

Potensi Bakteri Proteolitik Aeromonas caviae NU-4 dan Aeromonas sp. NU-8
sebagai Pengendali Pertumbuhan Microcystis aeruginosa BT-02 pada Ikan
Mas (Cyprinus carpio)
Potency of Proteolytic Bacteria Aeromonas caviae NU-4 and Aeromonas sp. NU-8 as a
Biocontrol of Microcystis aeruginosa BT-02 in Carp (Cyprinus carpio)
Encah Ewi Mulyeti1, Nisa Rachmania Mubarik2 *, dan Dinamella Wahjuningrum.2
Department ofBiology, Facuity of Mathematics and Natural Sciences, Bogor Agricultural University,
Jin Agatis, Dermaga, Bogor 16628
'Department ofAquaculture, Faculty ofFisheries and Marine Science, Bogor Agricultural University,
Jin Agatis, Dermaga, Bogor 16628
Email: [email protected] *Penu/is untuk korespondensi

Abstract
Cyanobacteria arc a group of phytoplankton that are commonly found in bodies of fresh water
in all over the world. Cyanobactcria produce toxins such as microcystin, which is produced by

Microcystis aeruginosa which causes the death of fish. This study was conducted to know the
potency of proteolytic bacteria, isolated from digestive tract of tilapta fish strain GIFf, which
have an ability to inhibit the growth of M. aeruginosa BT-02. The isolates of proteolytic bacteria,
which have the ability to inhibit the growth of M. aeruginosa BT-02, are i.e Aeromonas caviae
NU-4 and Aeromonas sp. NU-8. The inhibition index that is produced by NU-4 (1.71) was higher
than NU-8 (1.34). The inhibition mechanism is still unknown. Toxicity test revealed that there
were not aoy carp fish which died during the experiment, but there were some histological
changes observed in liver and intestinal of treated carp fish with M. aeruginosa cells.
Keywords: Proteolytic bacteria, Aeromonas sp., Microcystis aeruginosa, carp fish, toxicity test

Abstrak
Sianobakteri merupakan kelompok fitoplankton yang umum dijumpai di perairan tawar di
seluruh dunia. Sianobakteri mengbasilkan toksin mikrosistin yang dihasilkan oleh Microcystis
aeruginosa yang menyebabkan kematian i.kan. Penelitian ini bertujuan mengetahui potensi
bakteri proteolitik yang berasal dari saiuran pencernaan ikan nila GIFT dalam menghambat
pertumbuban M. aeruginosa BT-02. lsolat bak.teri protcolitik asal saluran pencernaan ikan oila
yang mengbambat pertumbuban M. turuginosa BT-02, yaitu isolat Le Aeromonas caviae Nl..i-4
and Aeromonas sp. NU-8. Indeks penghambatan bakteri NU-4 (1,71) terhadap M. aerugino."ia
lebih besar daripada NU-8 (1,34). Mekanisme penghambatan belum diketahui. Aplikasi
Microcystis aeruginosa BT-02 pada ikan mas tidak menyebabkan kematian ikan, tetapi

menimbuJkan beberapa perubaban histopatologi pada hati dan usus i.kan mas.
Kata kunci : Bakteri proteolitik,Aeromonas sp., Microcystis aeruginosa, ikan mas, tes toksisitas

Diterima: 14 Januari 2012, disetujui: 12 Juli 2012

Pendahuluan
Salah satu permasalahan dalam budi
daya perikanan yaitu pengendalian penyakit
menggunakan obat-obatan kimia yang biasanya
membutuhkan biaya lebih tinggi, kurang
cfektif, dan menyisakan residu bah.an kimia
pada produk perikanan. Penyakit ikan perlu
ditanggulangi dengan metode yang cepat,

efektif, dan efisien. Penggunaan mikrob
antagonis sebagai biokontrol mik:rob patogen
diharapkan ma.mpu mengatasi pennasalahan
pada budi daya perikanan yang ramah
lingkungan.
Sianobakteri atau algae hijau biru adalah

kelompok organisme prokariot fotosintetik
yang dapat tumbuh di perairan tawar clan laut
Kondisi perairan tawar eutrofik dapat

Potensi Bakteri Pengendali Microcystis aeruginosa

menyebabkan ledakan populasi sianobakteri
(blooming algae). Blooming tidak hanya
air, tetapi juga
menurunkan lcualitas
meningkatkan risiko toksisitas pada hewan
akuatik dan manusia. Sianobakteri seperti
Microcystis aeruginosa, Anabaena f/os-aquae,
Aphanizomenon f/os-aquae, dan Osci/latoria
sp. memproduksi toksin. Microcystis aeruginosa
merupakan jenis yang paling sering dijumpai di
perairan tawar di seluruh dunia, jenis ini
memproduksi mikrosistin dalam jumlah tinggi
(Codd dkk., 1999). Microcystis sp. merupakan
JenIS

sianobakteri toksik yang pemah
ditemukan dalam keadaan berlimpah di waduk
Saguling, Jawa Barat. Kepadatan sianobakteri
di salah satu stasiun pengamatan pada bulan
Desember 1986 mencapai 898.000 sel/L dari
sampel air yang diambil dari kedalaman 20 cm
dari permukaan air (Soemarwoto dkk., 1990).
lkan mas (Cyprinus carpio) adalah salah
satu jenis ikan yang dibudidayakan dan banyak
dikonsumsi. lkan mas bersifat omnivora,
Microcystis termasuk salah satu makanannya.
Alrumulasi toksin mikrosistin (MCYST) dalam
jaringan dapat menyebabkan kematian ikan.
Dean nila (Oreochromis niloticus) GIFT
(Genetic Improvement of Farmed Tilapias)
merupakan salah satu jenis ikan air tawar yang
mampu bertahan hidup pada kondisi blooming
algae, tahan penyakit, kepadatan yang tinggi,
dan kualitas air yang rendah. Konsentrasi
Microcystis yang tinggi dapat meningkatkan

pertumbuhan ikan nila di Waduk Saguling
Jawa Barat karena sianobakteri ini merupakan
pakan alaminya (Costa dan Hadikusumah,
1990). Sebanyak 31 isolat bakteri proteolitik
telah berhasil diisolasi dari saluran pencemaan
ikan nila GIFT (Mubarik dkk., 2006).
Keberadaan bakteri proteolitik dalam saluran
pencemaannya menjadi probiotik alami dalam
tubuh ikan nila GIFT. Bakteri proteolitik
tersebut diharapkan mampu menghambat
pertumbuhan Microcystis sp. dan dapat
diaplikasikan terhadap ikan air tawar lainnya.
Beberapa penelitian mengenai toksisitas M
aeruginosa terhadap ikan air tawar telah
banyak dilakukan, demikian pula dengan
biokontrol mikrob terhadap pertumbuhan M
aeruginosa. Namun, aplikasi bakteri proteolitik
(Aeromonas sp.) terhadap M aeruginosa pada
ikan air tawar belum banyak yang melakukan.


138

Penelitian ini bertujuan mengetahui
potensi bakteri proteolitik asal saluran
pencernaan ikan nila GIFT dalam menghambat
pertumbuhan Microcystis aeruginosa BT-02
dan perubahan histopatologik pada ikan mas
akibat penyuntikan M aeruginosa dan bakteri
proteolitik secara intraperitonial.

Metode Penelitian
Baban
Kultur aksenik M aeruginosa BT-02
koleksi Alan E. Wilson PhD berasal dari danau
Swan, Michigan, USA (Rachmadi dkk., 2012).
lsolat Aeromonas caviae NU-4 dan Aeromonas
sp. NU-8 asal saluran pencernaan ikan nila
GIFT,
koleksi
biakan

Laboratorium
Mikrobiologi, FMlPA, IPB. Ilcan mas (C.
carpio) dengan rata-rata berat badan 150±5 g
(n=12), yang berumur ±1,5 bulan diperoleh dari
petani ikan di Kabupaten Sukabumi.

Peremajaan Microcystis aeruginosa BT-02
Pertumbuhan dan peremajaan M
aeruginosa dilakukan pada media BG-11 yang
dimodifikasi (Vanderploeg dkk., 2001) dengan
komposisi (per liter) asam sitrat 6 g, NaN03
170 g, MgS04·7H20 73,94 g, K2HP04 41 g,
CaCh·2H20 36,76 g, Na2C0 3 20 g, NaHC03 84
g, feri amonium sitrat 6 g, EDTA 1 g, trace
metal mix A5 1 mL dengan komposisi per liter
H3B03 0,079 g, MnCJi·4H20 1,81 g,
Na2Mo042H20 0,39 g, ZnSQ4·7H20 0,222 g,
CuSQ4·5H20 0,079 g, CO(N03)2S04 6H20
0,049 g. Semua bahan dilarutkan dalam satu
liter air destilata dan pHnya disesuaikan sampai

7,4 dengan 1 M NaHC03 (84 g/L) atau HCl 1
N sebelum disterilkan. Biakan sebanyak 1 mL
ditumbuhkan dalam labu Erlenmeyer atau
tabung kultur yang diisi BG-11 cair sebanyak
sepertiga bagiannya dan diinkubasi pada suhu
ruang (±27°C), intensitas cahaya ± 1.000 lux.
Penghitungan sel M aruginosa menggunakan
hemasitometer (Rachrnadi dkk., 2012).

Pengujian dan peremajaan isolat proteolitik
penghambat pertumbuban M. aeruginosa
Pengujian dilakukan dengan metode
difusi pada cawan agar-agar blok (Nedialkova
dan Naidenova, 2005; Rachmadi dkk., 2012).

Biota Vol. 17 (3), Oktober 2012

Mu/yeti dkJc.,

lsolat bakteri NU-4 dan NU-8 ditumbuhkan
pada media Nutrient Agar (NA) yang
ditambahkan 0,5% susu skim yang berumur 24
Jam, dibor menggunak:an cope bor berdiameter
6 mm dan dipindahkan ke dalam isolat M
aeruginosa pada media B0-11 agar-agar
bilayer yang berumur 1 minggu (kepadatan 108
sel/mL) dan koloninya tersebar dengan baik.
Aktivitas penghambatan diukur berdasarkan
ukuran zona bening yang terbentuk (Mubari.k
dkk., 2006).
Pengukuran kurva tumbub isolat proteolitik
terpilih
Isolat proteolitik penghambat M
aeruginosa ditumbuhkan pada media NB
(Nutrient Broth). Pengukuran absorbansi
dengan panjang gelombang 620 nm dilak:ukan
setiap tiga jam selama 48 jam. Bakteri yang
digunakan berada pada fase eksponensial
(Mubarik dkk., 2006).

Uji daya bambat ekstrak enzim protease
kasar
Isolat bakteri proteolitik ditumbuhkan
pada media NB, digoyang pada suhu ruang
(27°C). Suspensi bak:teri disentrifugasi saat
mencapai fase log dengan kecepatan 12.000 g
selama 10 menit. Supematan diambil dan
dimasu.kkan ke dalam tabung milcro, disimpan
dalam lemari pendingin suhu 10°C. Pengujian
dilakukan dengan menuangkan 20 µL ekstrak:
enzim protease kasar di atas kertas cakram
berdiameter 6 mm yang diletakkan di atas
koloni M aeruginosa BT-02 pada media B011 agar-agar bilayer yang berumur 1 minggu.
Aktivitas penghambatan diukur berdasarkan
ukuran zona bening yang terbentuk (Mubarik
dkk., 2006).
Pengujian toksisitas M. aeruginosa BT-02
pada ikan mas
Ikan dipelihara dalam empat buah
akuarium berukuran 60 x 30 x 40 cm3 selama
dua bulan dengan kapasitas 3 ekor ikan untuk
setiap akuarium menggunakan air deklorinasi
sebanyak: 10 L. Pakan diberikan 2 kali sehari
sebanyak 3% total bobot ikan per akuarium
selama percobaan. Kondisi air pada akuarium
memilik.i suhu antara 27-30°C dan pH 6,0-7,0.
Akli.matisasi dilakukan selama 1 minggu.

Biota Vol. 17 (3), Oktober2012

Penggantian air dan penyiponan dilakukan
setiap dua minggu. Aerator filter digunak:an
untuk menjaga sirkulasi 0 2 di dalam akuarium
dan menyaring kotoran ikan. Uji toksisitas
yang dilakukan berupa uji postulat Koch yang
dimodifikasi (Wahjuningrum d.kk., 2009) pada
ikan mas. Perlakuan diberikan dengan cara
penyuntikan intraperitonial (di bawah rongga
perut). Perlakuan pertama sebanyak 1 mL M
aeruginosa dengan konsentrasi 108 sel/mL.
Perlakuan kedua 108 sel/mL bakteri NU-4
sebanyak 1 mL. Perlakuan ketiga campuran M
aeruginosa dan bakteri NU-4 dengan dosis
perbandingan 1: 1 masing-masing 1 mL. Dean
kontrol tidak: dilak:ukan penyuntikan.
Analisi.s bistopatologi bati dan usus ikan

Analisis histopatologi dilak:ukan dengan
mikroteknik metode parafin (Kiernan, 2001 ).
Organ hati dan usus difiksasi dengan larutan
Bouin dan diwarnai dengan pewama ganda
hematoksilin dan eosin (H & E) kemudian
diamati menggunakan mikroskop cahaya.

Basil dan Pembahasan
Pertumbuban M. aeruginosa pada media
BG-11 cair
Kultur M aeruginosa dapat tumbuh
optimal pada media BG-11 ditandai dengan
tumbuhnya koloni hijau yang mengapung di
permukaan media. Pengamatan morfologi
menunjukkan sel M aeruginosa berbentuk
bulat oval dan berkoloni (Gambar la). Hasil
pewarnaan Gram menunju.kkan Gram negatif
dengan selubung lendir yang membungkus set
(Gambar lb).

Pengujian dan peremajaan isolat proteolitik
penghambat pertumbuban M. aeruginosa
Isolat NU-4 dan NU-8 mempunyai
kemampuan untuk menghambat pertumbuhan
M aeruginosa secara in vitro. Penghambatan
ditandai dengan adanya zona bening di
sekeliling koloni bakteri (Gambar 2a dan 2b).
Wama koloni M aeruginosa berubah menjadi
kuning dan mati setelah berumur 48 jam.
Diameter zona bakteri terbesar diliasilkan oleh
isolat NU-4 dengan indeks penghambatan
sebesar 1,71 sedangkan NU-8 memiliki indeks

139

Potensi Bakteri Pengenda/i Microcystis aeruginosa

penghambatan sebesar 1,34 (Tabel 1). Hasil
pewarnaan Gram menunjukkan bahwa NU-4
dan NU-8 berbentuk batang dan Gram negatif.

Pengukuran kurva tumbub
Isolat NU-4 mencapai pertumbuhan
maksimal pada jam ke-9 dengan konsentrasi sel
9,3 x 109 sel/mL (Gambar 4), sedangkan isolat
NU-8 mencapai pertumbuhan maksimal pada
jam ke-15 dengan konsentrasi sel 2,3 x 108
sel/mL (Gambar 3). Bakteri proteolitik yang
memiliki indeks penghambatan terbesar dan
konsentrasi sel tertinggi yaitu isolat NU-4 (A.
caviae) digunakan untuk uji in vivo pada ikan
mas.

Uji toksisitas M. aeruginosa BT-02 pada
ikan mas
Selama pemeliharaan untuk setiap
perlak:uan tidak ada ikan yang mati. Perubahan
hlstologik terlihat pada jaringan hati ikan yang
disuntik suspensi M a_eruginosa. Perubahan ini
ditandai dengan adanya sel nekrosis dan
apoptosis (Garn.bar 4b). Perubahan yang lain
ditandai dengan adanya lisis membran
hepatosit yang diiringi apoptosis nukleus. Sel
nekrosis dan apoptosis tidak dijumpai pada
ikan dengan tiga perlakuan lainnya tennasuk
kontrol.

Tabel 1. Diameter zona bening clan indeks pengbambatan M aeruginosa oleb bakteri asal saluran pencemaan
ilcan ni1a GIFT.
Isolat
NU-8
NU-4

q)

Koloni (mm)
6
6

Cl> Zona Bening (mm)
14,00±2,91
16,25±0,80

lndeks Penghambatan
1,34±0,49
1 71±0,13

Gambar 1. (a) Morfologi sel M Aeruginosa dan (b) pewamaan Gram M
aeruginosa. Perbesaran mikroskop lOxlOO.

Gambar 2. Pembentukan zona hambat M aeruginosa oleb isolat (a) NU-4 (b)
NU-8.

140

Biota Vol. 17 (3), Oktober 2012

Mu/yeti dick.,

a

10

_9,5
セ@ 9
セNウ@

- 8
7,5
7
6,5

0

3

9

6

12

15

18

WaktuGam)
b

10

9,5
Gi 9
セNウ@
..!2 8

7,5
7
6,5
0

3

6

9

12

15

13

Waktu (jam)
Gambar 3. Kurva pertumbuhan isolat (a) NU-4 clan (b) NU-8 pada
media Nutrient Broth.
A

a

b

c

d

Gambar 4. Sayatan hari ikan mas dengan pewamaan H & E. (a) kontrol, (b) yang
disuntik sel M aeruginosa, (c) yang disuntik M aeruginosa dan bakteri
NU-4, dan (d) yang disuntik bakteri NU-4. Perbesaran IOxlOO.
Keterangan: N (normal). A (apoptosis), Ne (nekrosis).

Biota Vol. 17 (3), Oktober 2012

141

Potensi Bakteri Pengendali Microcystis aeruginosa

Perubahan histologik pada usus ditandai
dengan sel nekrosis (nukleus piknotik) pada
epitel usus (Gambar 5B). Disosiasi Jamela
terjadi pada usus i.kan yang disuntik dengan M
aeruginosa, yang clisuntik dengan M
aeruginosa clan bakteri NU-4, dan yang
disuntik bakteri NU-4, sedangkan pada usus
ikan kontrol tidak ditemukan.
Sianobakteri
merupakan
prokariot
fotosinteti.k dan memiliki klorofil a yang
berperan sebagai fitoplank:ton dalam perairan
tawar maupun perairan laut Isolat Microcystis
aeruginosa BT-02 yang diisolasi dari danau
Swan, Michigan, USA dapat ditumbuhkan
dalam skala laboratorium pada media BG-11
yang mengandung mineral dan elemen mikro.
Cahaya dengan intensitas 1.000 lux terusmenerus clipancarkan selama 24 jam pada
tempat penyimpanan, sehingga pertumbuhan
menjacli cepat. Microcystis tumbuh optimal
pada inteositas cahaya < 3.600 lux ditandai
pertumbuhan kultur yang berwarna hijau
mencapai 28 hari. Peningkatan intensitas
cahaya akan menyebabkan perubahan warna
koloni yaitu menjadi kuning dan jingga.
Peremajaan dilalrnkan setelah 21 hari saat
koloni memenuhi media clan terjacli perubahan
warna dari hijau menjadi hijau kekuningan.
Beberapa jenis sianobakteri, khususnya
M aeruginosa, mampu mengbasilkan toksin
yang termasuk kelompok hepatotoksin yaitu
mikrosistin dalam jumlah tinggi (Codd dkk.,
1999). Salah satu upaya yang dilakukan untuk
mengendalikan pertumbuhan M aeruginosa
yaitu penggunaan mik:rob antagonis sebagai
agen biokontrol.
Hasil penelitian Rachmadi dkk., (2012)
yang diujikan kembali menunjukkan dua isolat
proteolitik yaitu NU-4 dan NU-8 termasuk
genus Aeromonas mampu menghambat
pertumbuhan M aeroginosa. Isolat NU-4 (A.
caviae) memiliki indeks pengbambatan terbesar
yaitu 1,71 sedangkan isolat NU-8 (Aeromonas
sp.) 1,34 (Tabel 1). Zona bening yang terbentuk
menunjukkan
sifat
bakterisida
dan
bakteriostatik bakteri proteolitik terhadap M
aeruginosa, karena terjadi perubahan warna
koloni M aeruginosa dari hijau menjadi
kuning
clan mati, tetapi mekanisme
penghambatan masih belum diketahui.

142

Pengujian ekstrak kasar enzim protease

dari bakteri NU-4 tidak menunjukkan adanya
penghambatan, sehingga sel bakteri saja yang
mampu menghambat M aeruginosa. Selubung
lendir glikokaliks pada dinding sel M
aeruginosa bersifat impermeabel terhadap
enzim pencernaan pada ikan, sehingga ekstrak
enzim protease tidak menghambat pertumbuhan
sel M aeruginosa. Penguraian mikrosistin oleh
enzim protease alkalin yang berasal dari
Pseudomonas aeruginosa telah dilaporkan oleh
Takenaka dan Watanabe (1997), isolat tersebut
mengbasilkan piokelin, fikosianin, dan protease
alkalin yang bersifat patogenik, sedangkan
enzim protease kasar yang dihasilkan bakteri
NU-4 dan NU-8 merupakan protease logam
(Mubarik dkk., 2006).
Aeromonas merupakan bakteri Gram
negatif berbentuk batang, motil, aerob
fakultatif, dan positif oksidase (Holt dkk.,
1994). Beberapa jenis seperti Aeromonas
hydrophila HGl, A. caviae HG4, dan A. veronii
biovar sobria HG8/10 merupakan patogen
dalam gastrointestinal manusia (Kirov dkk.,
2002). A. hydrophila dan A. sa/monicida
bersifat patogen oportunistik yang menyerang
ikan air tawar, tennasuk Cyprinus sp. dan lele
yang ditandai dengan pendarahan lokal pada
insang dan Iuka ekstemal seperti Iuka bercak
merah pada permukaan tubuh. Tidak semua
galur yang diperoleh bersifat patogen. Faktor
virulensi terutama ditentukan oleh endotoksin
dan eksotoksin. Dua eksotoksin utama yaitu
hemolisin dan enzim proteolitik (Rachmadi
dkk., 2012). Penghambatan M aeruginosa oleh
bakteri NU-4 karena sekresi senyawa yang
dapat mengbancurkan dinding sel M
aeruginosa yang menyebabkan kematian sel
atau kerusakan eksotoksm yang dihasilkannya.
Pemberian dosis sel M aeruginosa 1
m.Uekor (108 sel/mL) menyebabkan beberapa
perubahan histologik pada hati dan usus ikan
mas. Perubahan ini ditandai dengan adanya sel
hati yang mengalami nekrosis dan apoptosis,
serta disosiasi (perenggangan) parenk.im hati.
Nekrosis merupakan kematian sel yang
disebabkan oleh faktor luar yang ditandai
dengan pembengkakan dan pelisisan membran
sel, sedangkan apoptosis merupakan kematian
sel yang diregulasi sel itu sendiri ditandai
dengan penggumpalan kromatin, dan tidak
Biota Vol. 17 (3), Oktober 2012

Mu/yeti dkk.,

terjadi lisis sel (ukuran sel tetap). Ilcan mas
kontrol menunjukkan histologik hati yang
normal yaitu sel hati dengan sitoplasma,
nukleus, dan nukleolus yang jelas, serta tidak
terjadi disosiasi parenkim hati. Fischer dan
Dietrich (2000) melaporkan bahwa mikrosistin
dapat menyebabkan perubahan histologjk pada
hepatopankreas dan ginjal ikan mas, meskipun
tidak menyebabkan kematian ikan. Pengamatan
ultrastruktural sel hati menunjukkan adanya
vakuolisasi pada sistem endomembran sel hati
yang menyebabkan nekrosis sel hati (Li dkk.,
2004).
Lisis sel M. aeruginosa pada usus ikan
setelah digesti melepaskan toksin mikrosistin
intraseluler ke dalam lumen usus ikan,
kemudian terjadi reabsorpsi oleh mukosa usus
melalui darah dibawa ke dalam sel hati dan
menghambat aktivitas serin/treonin protein
fosfatase l dan 2A (Vasconcelos, 2001).
Pengbambatan ini mengganggu keseimbangan
fosforilasi
seluler
dan
menyebabkan
hiperfosforilasi beberapa fungsi protein yang
mendorong apoptosis dan nekrosis sel hati.
Pengamatan histologik hati ikan dengan
penyunti.kan M aeruginosa dan NU-4
menunjukkan parenkim hati yang normal, tidak
terjadi disosiasi parenkim, dan sel hati
berwama gelap. Keberadaan bakteri antagonis
(NU-4) dalam usus ikan menghambat M
aeruginosa
dan
menguraikan
toksin
mikrosistin, tidak terjadi reabsorpsi mikrosistin
oleh mukosa usus sehingga tidak menyebabkan
kerusakan hati. Bakteri proteoliti.k berperan
sebagai probiotik dalam tubuh ikan mas.
Mekanisme kerja probiotik, yaitu menekan
populasi mikrob melalui kompetisi dengan
produksi scnyawa antimikrob (antialgae) atau
melalui kompetisi nutrisi clan tcmpat perlekatan
di dinding intestinum, mengubah proses
metabolisme mikrobial dengan meningkatkan
atau menurunkan aktivitas enzim, clan
menstimulasi imunitas melalui peningkatan
kadar antibodi dan aktivitas makrofag (Niwane
dan Selvine, 2009).
Perubahan histologik usus i.kan mas
akibat pemberian M aeruginosa secara
intraperitonial, terjadi perenggangan lamela
usus dan nekrosis sel epitel usus. Sel epitel
usus pada ikan kontrol tidak menunjukkan
adanya nekrosis. Sayatan usus ikan yang

Biota Vol. 17 (3), Oktober 2012

disuntik M aeruginosa dan bakteri NU-4
menunjukkan disosiasi lamela usus, tetapi hal
ini belum dapat diketahui disebabkan oleb
bakteri NU-4 (A. caviae) atau M aeruginosa.
Microcystis aeruginosa dapat menyebabkan
iritasi pada mukosa usus ikan yang selanjutnya
terjadi in.flamasi dan peningkatan aktivitas
gerak peristaltik usus (Carbis dkk., 1997).
Sianoba.kteri juga mengandung endotoksin
(lipopolisakarida) dalam dinding selnya yang
dapat menyebabkan diare dan gastroenteritis
pada mamalia (Vasconcelos, 2001).
Tidak ada ikan yang mati atau
menampakkan gejala klinis ala'bat toksin
selama percobaan, jumlah toksin yang
diproduksi M aeruginosa dalam tubuh ikan
tidak menyebabkan kematian ikan, tetapi hanya
menyebabkan perubahan bistologik hati dan
usus. Faktor-faktor yang mempengaruhi
produksi mikrosistin antara lain suhu, intensitas
cahaya, faktor kimia (Lukac dan Aegerter,
1993) clan aclanya fenomena pembentukan
kuorum dari sekumpulan sel sejenis untuk
memproduksi toksin (quorum sensing). Dosis
mikrosistin yang dapat memati.kan ikan mas
secara intraperitonial yaitu 550 µg per kg berat
badan setelah 24 jam pemaparan (Tencalla
dkk., 1994), sedangkan dengan dosis yang
sama secara oral tidak memati.kan ikan dan
hanya menyebabkan perubahan histologik hati
berupa nekrosis (Tencalla dkk., 1994).
Pengujian letal dosis sebesar 0,1 mL dan 0,5
mL tidak meyebabkan kematian ikan mas.
Perkiraan kadar mikrosistin yang dihasilkan sel
M aeruginosa (Rachmadi dkk., 2012) yang
disuntikkan pada ikan mas (1 mUekor) yaitu
sebesar ± 133µg/K.g berat ikan. Dosis ini lebih
rendah dari dosis yang dapat mematikan ilcan
mas secara penyuntikan intraperitoniaJ (550
µg/kg berat i.kan), sehingga pada penelitian ini
M aeruginosa tidak mematikan ikan mas,
tetapi menyebabkan beberapa perubahan
histologi.k pada hati dan usus i.kan mas.
Bioakumulasi mikrosistin pada manusia
melalui konsumsi air dan i.kan terkontaminasi
beresiko mengganggu kesehatan manusia
seperti diare dan gastroenteritis. Rekomendasi
WHO untuk konsentrasi maksimum mikrosistin
pada air minwn sebesar 1 mg/L (WHO, 1998)
dengan batas toleransi sebesar 0,04 µg/kg berat
badan.

143

Poterui Bakteri Pengendali Microcystis aeruginosa

a
h
c
d
Gambar S. Sayatan usus ikan mas dengan pewamaan H & E. (a) kontrol, (b) yang disuntik sel M
aeruginosa, (c) yang disuntik M aeruginosa dan bakteri NU-4, dan (d) yang disuntik ba.kteri
NU-4. Perbesaran 10 x 100. Keterangan: N (nonnal), Ne (nekrosis), DL (disosiasi lamela).

Simpulan dan Saran
Simpulan
Bakteri NU-4 dan NU-8 yang tennasuk
genus Aeromonas mampu menghambat
perturnbuhan Microcystis aeruginosa BT-02
secara in vitro, tetapi mekanisme penghambatan
belwn diketahui. Zona hambat bakteri NU-4
terhadap M aeruginosa lebih besar daripada
NU-8. Toksisitas Microcystis aeruginosa pada
ikan mas ditandai dengan perubahan
histopatologik pada hati berupa nekrosis,
apoptosis, disosiasi (perenggangan) parenkim
hati, usus ikan mas nek.rosis dan disosiasi
lame la.

Saran
Analisis
mekanisme
penghambatan
bakteri NU-4 dan NU-8 terhadap M
aeruginosa BT-02 perlu dilakukan.

Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada Alan E. Wilson,
Ph.D. yang memberikan biakan Microcystis
aeruginosa BT-02 dalam penelitian ini dan
Taruni Sri Prawasti, M.Si. atas saran dan
diskusi dalam preparasi milcroteknik.

Australia, and possible implications for fish
health. Journal ofFish Diseases, 20: 81-91.
Carmichael, W.W. 1992. Cyanobacteria secondary
metabolites-the cyanotoxins. Journal of
Applied Bacteriology, 72: 445-459.
Codd, G., Bell, S., Kaya, K., Ward, C., Beattie, K. clan
Metcalf, J. 1999. Cyanobacterial toxins,
exposure routes and bwnan health. Ewopean
Journal ofPlrycollogy, 34: 405-415.
Costa-Pierce, B.A. dan Hadikusumah, H.Y. 1990.
Research on cage aquaculture systems in the
Saguling reservoir, West Java, Indonesia. Di
dalam Costa-Pierce, B.A., Soemarwoto, 0.,
editor. Reservoir Fisheries and Aquaculture

Development for Resettlement in Indonesia.
Manila: ICLARM Tech. Rep. 23. blm. LS111. http: l/www.wordfishcenter.org/libinfo/
pd17pub%20TR4% 2023.pdf. 03 Januari 2009.
Falconer, l.R. 1993. Mechanism of toxicity of cyclic
peptide toxins from blue-green algae. ln:
Falconer, l.R. (Eds.). Algal Toxins in Seafood
and Drinking Water. London: Academic Pr.
hlm 165-176.
Fischer, W.J. dan Dietrich, D.R. 2000. Pathological and
biochemical characteriz.ation of microcystininduced bepatopancreas and kidney damage in
carp (Cyprinus carpio). Toxicology and
Applied Phannacology, 164:73-81.

Holt, J.0., Kreig, N.R., Sneath, P.H.A., Staley, J.T. clan
Williams, S.T. 1994. Bergey's Manual of
Determinative Bacteriology. Ed ke-9. New
York: Williams & Wilkins. him 377-425.

Daftar Pustaka

Kiernan, J.A. 2001. Histological and Histochemical
Methods: Theory and Practice. Ed ke-3.
London: Arnold. hlm 29-36.

Carbis, C.R., R.awlin, O.T., Grant, P., Mitchell, O .F.,
Anderson, J.W. dan McCauley, I. 1997. A
study offeral carp, Cyprinus curpio L., exposed
to Microcystis aeruginosa at Lake Mokoan,

Kirov, S.M., Tassell, B.C., Semmler, A.B.T., O'Donovan,
L.A., Rabaab, A.A. dan Shaw, J.G. 2002.
Lateral flagella and swarming motility in
Aeromonas species. Journal of Bacteriology,
184: 547- 555.

144

Biota Vol. 17 (3), Olctober 2012



Mu/yeti dkk.,

Li, X.Y., Chung, I.K., Kim, I.I. dan Lee, I.A. 2004.
Subchronic oral toxicity of microcystin in
common carp (Cyprinus carpio L.) exposed to
MJcrocystis under laboratory conditions.
Toxicon, 44: 821-827.
Lukac, M. dan Aegerter, R. 1993. Influence of trace
metals on growth and toxin production of
MJcroeystis aeruginosa. Toxicon, 31 :293-305.
Mubarilc, N.R., Fatimah, L dan Wahjllningrum, D. 2006.
Isolation of proteolytic bacteria from digestive
tract of tilapias strain GIFT (Oreochromis
(Linnaeus)
Trewavas)
and
niloticus
characterization of its extracellular protease.
In: Proceeding of symposium enzyme l:
industrial and medical prospect; 2006 Feb 6-7,
pp. 1-6, Surabaya, Indonesia.
Nedialkova, D. dan Naidenova, M. 2005. Screening the
antimicrobial activity of actinomycetes strains
isolated from Antartica. Journal of Culture
Collection, 4: 29-35.
Niwane, A.S. dan Selvine, Y. 2009. Probiotic in shrimp
aquaculture: avenues and chalenge. Critical
Reviews in Microbiology, 35: 43-66.
Rachmadi, A.T., Mubarik, N.R. dan Prawasti, T.S. 2012.
Screening of proteolytic bacteria isolated from
tilapia (Oreochromis niloticus) in inb.Jl>iting
the growth of Microcystls aeruginosa BT-02.

Takenaka, S. dan Watanabe, M.F. 1997. Microcystin LR
degradation by Pseudomonas aeruginosa
alkaline protease. Chemospere, 34: 749-757.
Tencalla, F.G., Dietrich, D.R dan Schlatter, C. 1994.
Toxicity of Microcystis aeruginosa peptide
toxin to yearling rainbow trout (Oncorhynchus
mykiss). Aquatic Toxlcolology, 30: 215-224.
Vanderploeg, H.A., Liebig, J.R, Carmichael,
W.W., Agy, M.A., Johengen. T.H.,
Fahnenstiel, GL. dan Nalepa, T .F. 2001.
Zebra mussel (Dreissena polymorpha)
selective filtration promoted toxic Microeystis
blooms in Saginaw Bay (Lake Huron) and
La.kc Eric. Canadian Journal of Fisheries
Aquatic Science, 58: 1208-1221.

Vasconcelos, V. 2001. Cyanobacteria toxins : diversity
and ecological effects. Lim.netica, 20: 45-58.
[WHO] World Health Organization. 1998. Antimicrobial
Resistance. Fact sheet No. 194, Geneva.
[terbubung berlcala] http://www.who.int/inffs/en/fuct194.html. 11 Januari 2009.
Wahjuningrum, D., Mayasari, L. dan Mubarilc, N.R..
lsolasi dan identifi.kasi bakteri proteoliti.k
patogen dari bagian ck.sternal ikan nila GIFT
Oreochromis niloticu.s. Jurnal Akuakultur
Indonesia, 8: 169-174.

Journal of International Environmental
Application and Science, 7: 273-277.

Soemarwoto, 0., Roem, C.M., Herawati, T. dan CostaPierce, B.A. 1990. Water quality sustainability
of Saguling and Cirata reservoirs for
development of floating net cage aquaculture.
In: Costa-Pierce, B.A., Soemarwoto, 0. (Eds.).
Reservoir
Fisheries
and Aquaculture
Development for Re.selllement in Indonesia.

Manila: ICLARM Tech. Rep. 23. hlm. 28121.
[terhubung berkala] http:/lwww.
wordfishcenter.org/libinfo/pdf/pub%20TR4%
2023.pdf. 03 Januari 2009.

Biota Vol. 17 (3), Oktober 2012

145